La supertormenta geomagnética de mayo de 2024 desafía los modelos actuales de predicción del tiempo espacial

La mayor desde las tormentas solares de Halloween de 2003, tuvo lugar entre el 10 y el 13 de mayo de 2024, y produjo auroras tan al sur como las Islas Canarias en África, los Cayos de Florida en Estados Unidos y la península de Yucatán en México. Al otro lado del mundo, la aurora austral se vio en Queensland, Australia, Namibia y el sur de Brasil, entre muchos otros lugares.

Ahora los científicos han desentrañado los orígenes solares e interplanetarios de estos eventos combinando observaciones de imágenes satelitales y de la Tierra, proporcionando más respaldo a la idea de que las supertormentas solares son "tormentas perfectas", dijo Ying Liu, autor principal del artículo de la Universidad de la Academia China de Ciencias en Beijing.

"La supertormenta de mayo de 2024 se produjo por una acumulación de eyecciones de masa coronal, en lugar de una única eyección de masa coronal (CME). Es esencialmente una 'tormenta perfecta', es decir, una combinación de circunstancias que dan lugar a un evento de una magnitud inusual". Su trabajo ha sido publicado en The Astrophysical Journal Letters.

Los últimos meses parecen haber sido el pico del ciclo solar actual, denominado ciclo solar 25. Ha sido más fuerte que el ciclo solar 24, que alcanzó su pico a principios de 2014, pero más débil que los otros picos de manchas solares desde 1970.

La supertormenta geomagnética de mayo de 2024

En el primer tercio de mayo de 2024, se formó una gran y compleja "región activa" en el Sol a partir de la fusión de dos grupos complejos y activos de manchas solares que habían aparecido a finales de abril y principios de mayo. El 13 de mayo, esta región activa desapareció detrás del limbo oeste del Sol mientras giraba hacia la parte posterior del Sol, como se ve desde la Tierra. Pero en los días anteriores, mientras giraba de este a oeste sobre la superficie del Sol, produjo erupciones solares de clase M/X y eyecciones de masa coronal.

La clasificación de letras para las erupciones solares se refiere a la cantidad máxima de energía electromagnética de rayos X que transportan hacia el exterior por metro cuadrado de espacio ("flujo"); las erupciones de clase X transportan aproximadamente 10 veces el flujo máximo que las de clase M.

Además, las regiones activas produjeron eyecciones de masa coronal, que son acumulaciones de materia sobrecalentada ("plasma") expulsada del Sol que viajan hacia afuera a través del espacio, a veces en dirección a la Tierra.

Cuando las eyecciones de masa coronal alcanzan la región magnética que rodea la Tierra, provocan tormentas geomagnéticas y pueden dañar las redes eléctricas y, al influir en la ionosfera, algunos equipos de radio y transmisión. La tormenta de este tipo más intensa jamás observada fue el Evento Carrington de 1859, que permitió que algunas transmisiones telegráficas funcionaran sin electricidad e incluso provocó chispas e incendios en algunas estaciones telegráficas.

Una forma en que los científicos solares miden la intensidad de las tormentas geomagnéticas es con el índice de tiempo de tormenta de perturbación, denominado D_st . Es una medida de la fuerza de la corriente de anillo alrededor de la Tierra causada por los protones y electrones solares; la corriente de anillo produce un campo magnético que es directamente opuesto al campo magnético de la Tierra, y D_st mide cuánto se debilita el campo magnético de la Tierra, expresado como un número negativo.

La tormenta geomagnética de mayo de 2024 tuvo un D_st de -412 nT (nanótesis; a modo de comparación, en su superficie el campo magnético de la Tierra es de unos 45.000 nT). La tormenta solar de Halloween de 2023 tuvo un D_st de unos -401 nT, y se estima que el Evento Carrington tuvo un D_st de entre -850 nT.

El equipo de investigación logró obtener hallazgos clave sobre la formación de supertormentas solares y sobre cómo las variaciones intermedias de las eyecciones de masa coronal afectan la "geoefectividad" en la Tierra, que es la capacidad de una eyección de masa coronal de causar tormentas geomagnéticas sobre la Tierra. Uno de ellos, mencionado anteriormente, respalda la hipótesis de que las supertormentas solares son tormentas perfectas por naturaleza.

También señalan que los registros históricos de algunos eventos solares extremos también respaldan esta hipótesis, como el Evento Carrington de 1859 y la tormenta de marzo de 1989 (que causó un corte de nueve horas en un sistema de distribución de electricidad en Quebec, Canadá), ambos resultantes de CME sucesivos de las mismas regiones activas del sol.

Las primeras eyecciones complejas en mayo de 2024 mostraron "diferencias considerables en el campo magnético y la geoefectividad asociada entre la Tierra y STEREO A", escribió el grupo, a pesar de que solo hay una distancia intermedia entre las manchas solares. Y dos casos diferentes de eyecciones complejas tuvieron una geoefectividad contrastante en la Tierra, lo que el grupo concluye que "se debe en gran medida a diferentes configuraciones del campo magnético dentro de la misma región activa".

"Los resultados implican que los eventos extremos son más frecuentes de lo que imaginamos", dijo Liu, reforzando que apoyan la hipótesis de la "tormenta perfecta" que desarrolló con sus colegas en 2019.

"La naturaleza y la frecuencia de las supertormentas solares desafían los modelos y técnicas actuales utilizados para predecir el tiempo espacial, y también plantean serias preocupaciones sobre lo que deberíamos hacer en términos de desarrollo de infraestructura para estar mejor preparados para el tiempo espacial extremo".

Referencia

Ying D. Liu et al, A Pileup of Coronal Mass Ejections Produced the Largest Geomagnetic Storm in Two Decades, The Astrophysical Journal Letters (2024). DOI: 10.3847/2041-8213/ad7ba4